陕南西乡张家沟剖面寒武系下部统宽川铺组发现了大量特异埋藏化石,这些珍贵化石为三维磷酸盐化精美保存,在探索早期生命起源与演化方面意义重大,也是早寒武世前三叶虫时代生物地层对比的重要依据.本文主要对其中一类保存有软躯体的特异埋藏Olivooides multisulcatus Qian,1977进行描记,该类化石1977年曾在陕西宁强宽川铺生物群首次报道,与本文描记的化石类型相同,产地不同,因而具有地层对比意义.根据在西乡生物群发现的新材料,与Olivooides multisulcatus进行特征对比,对属征及种内变异特征进行了补充.

陕南寒武纪早期宽川铺组微体球状化石类型多样,如何正确辨别这些球状化石的生物属性是当前早期生命演化古生物学研究中的一个难点.我们在宽川铺组中发现了一类为数众多,具有一个或者多个不规则的帽状隆起结构以及翻边帽沿的帽状化石.研究表明这些帽状化石均为不完整的个体,其完整形态呈不规则的凹球形.根据帽球状化石帽身的数量和相对位置,这类化石可划分为“单帽型”、“双帽型”和“复帽型”三种类型.这些凹球状化石呈双层壳壁,内壁光滑,外壁粗糙.因为凹球状化石形态及其表面小孔与微体藻类、后生动物的胚胎以及壳体化石差异都非常显著,所以推测这类化石可能与带壳原生动物亲缘关系最为紧密.

以宽川铺生物群中获取的磷酸盐化立体保存的胚胎化石为研究材料,对胚胎化石表面超微结构和内部解剖结构进行观察并对比分析.结果显示,大部分胚胎化石表面被一单层光滑卵膜结构所包裹,卵膜之下胚胎形态多样;刺状结构位于卵膜之下,为原生质胚胎分泌而成的保护层,出现在不同大小和不同类型的胚胎中.结果表明:1)单一依靠胚胎大小或者表面结构不能作为胚胎的分类依据;2)与现生海葵等动物胚胎表面微绒毛相似,Olivooides表面刺状结构可能具有保护胚胎和生态扩散的功能;3)带刺Olivooides很可能发育成为动物演化早期最简单的带刺幼虫形式,是动物间接发育的证据.

我国华南扬子板块埃迪卡拉纪—寒武纪的含磷地层中产有丰富的呈现分裂特征的多细胞球状化石.由于有效信息的缺乏,长期以来,这些球状化石的生物属性及分类存在争议.我们在陕南寒武系宽川铺组获得的一些保存精美的分裂型球状化石,具有明显的多级四分体结构,通过与同层位产出的动物卵裂期胚胎化石、瓮安生物群中四分体结构的藻类化石对比,结果表明这些分裂球形化石很可能为多细胞藻类.

埃迪卡拉纪晚期高家山生物群的多门类骨骼化石组合, 在后生动物起源及早期生命演化方面具有极其重要的意义.在对高家山生物群中的研究中, 新发现了大量的磷酸盐化球状化石, 包括单体球类、二分球类及三分球类等.这些磷酸盐化球状化石在形态结构方面与"瓮安生物群"、"宽川铺生物群"中报道的球状化石有着一定的相似性.高家山生物群中球状化石新材料的发现不仅丰富了高家山生物群的多样性, 为早期生命演化提供了可靠的材料, 也揭示了前寒武纪-寒武纪生物之间可能存在着一定的连续性.

作为重要的人为影响因素,城市化改变了自然生境的景观结构,并影响到动物群落的组成.蚁科Formicidae动物种类繁多,且易于捕获,是研究城市中不同土地利用类型对动物群落影响的理想指示生物.2018年5月,在四川省南充市城区中选择“公园与绿地”‘旱地”和“乔木林地”3种土地利用类型作为不同的生境类型,并通过陷阱法对蚂蚁群落组成进行调查.共采集到1 847只个体;其中,津岛铺道蚁Tetramorium tsushimae在“公园与绿地”中的个体数占比最高(73.80％),并明显高于“旱地”群落中占比最高的中华小家蚁Monomorium chinense(25.48％)和“乔木林地”群落中占比最高的宽结大头蚁Pheidole nodus(28.79％).3种生境间,群落的蚂蚁个体数和物种丰富度间差异无统计学意义,但“公园与绿地”的Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数均显著低于“旱地”和“乔木林地”的;“公园与绿地”(q =0.444)和“旱地”(q =0.500)与“乔木林地”间的群落组成均存在中度不相似,而“公园与绿地”与“旱地”间为中度相似(q =0.647).因此,不同的城市土地利用类型能够改变蚂蚁群落的物种组成,而“公园与绿地”可能较“旱地”“乔木林地”更有利于群落中优势种的形成.

寒武纪大爆发是生命演化史上重要的创新事件.我国澄江动物群(距今约5.18亿年)代表了寒武纪大爆发的高潮,而产自寒武系最底部,时代上早于澄江动物群的宽川铺生物群(距今约5.35亿年)则为研究寒武纪大爆发的第一幕提供了重要的埋藏窗口.宽川铺生物群产自陕南宁强、西乡等地寒武系底部宽川铺组钙质磷块岩和磷质碎屑灰岩中,以保存了大量动物胚胎和软躯体微型动物而闻名.其中四方塔型壳(Quadrapyrgites)是宽川铺生物群中常见的软躯体动物化石,因与同层位的橄榄蛋(Olivooides)在发育过程和形态上具有相似性而被认为是后者的姐妹群.但它们在动物树上的位置仍然存在争议.为检验前人提出的各种亲缘关系假说,本文综合使用电子扫描显微镜成像和超高分辨率X射线显微断层成像技术,重建了四方塔型壳胚胎标本的三维结构,首次揭示了其内陷式原肠作用类型.新的数据支持了四方塔型壳属于刺细胞动物而非环神经动物的观点.

刺细胞动物是一类具有刺细胞的水生无脊椎动物,分布在世界各地的海洋和淡水中.作为后生动物最早分化出的一支,刺细胞动物对研究后生动物的起源和早期演化具有极其重要的意义,也为研究后生动物系统发育、地层对比和古地理恢复等方面提供了重要的科研线索.本文简要介绍了刺细胞动物早期(埃迪卡拉纪至寒武纪苗岭世)的化石记录和研究现状,将刺细胞动物的早期演化分为四个时期,分别为前寒武纪、寒武纪纽芬兰世、寒武纪第二世和寒武纪苗岭世,并对上述四个时期的刺细胞动物进行论述.目前的研究表明:1)前寒武纪的刺细胞动物化石记录虽然比较丰富,但充满争议,目前尚未有比较确切的刺细胞动物记录;2)寒武纪纽芬兰世如宽川铺生物群中保存了较多的刺细胞动物胚胎及发育序列化石,是研究刺细胞动物演化的重要窗口;3)寒武纪第二世,以澄江生物群为代表的布尔吉斯页岩型化石保存了软躯体的刺细胞动物.与此同时,在第二世中已经出现了最早的珊瑚化石记录;4)寒武纪苗岭世刺细胞动物主要以布尔吉斯页岩型化石保存(如布尔吉斯页岩生物群和凯里生物群),同时期在美国犹他州发现的刺细胞动物印痕化石表明了这个时期几乎所有的刺细胞动物大类已经出现.本文根据上述时期的研究,对今后刺细胞动物化石的研究提供一些建议和讨论.

动物起源和寒武纪大爆发是生命史上重要的演化创新事件.为展示相关领域的最新进展,特组织主题为"动物起源和寒武纪大爆发"的论文专辑.作为专辑序言,本文概述了动物起源和寒武纪大爆发领域的科学意义和当前研究趋势,并简要介绍了本专辑的内容.专辑包含了来自13个研究单位共42位作者的12篇论文,包括特约综述论文1篇和研究论文11篇.专辑不仅评述了相关领域的现状和未来发展趋势,也展示了我国学者在该领域取得的部分新进展.这些进展涉及华南和华北数个特异埋藏化石库,比如埃迪卡拉纪石板滩生物群、寒武纪宽川铺生物群和寒武纪凯里生物群等,并涵盖了海绵动物、刺细胞动物、腕足动物、三叶虫和双瓣壳类节肢动物以及分类位置尚不明确的疑难动物化石等诸多类群.

陕南寒武系底部宽川铺组不仅保存了大量的小壳化石,还以磷酸盐化的方式立体保存了多种软躯体动物的胚胎和成体化石,为研究早期动物矿化模式、个体发育方式以及动物躯体构型的早期辐射过程提供了非常关键的信息.然而宽川铺生物群的研究大多聚焦于化石系统分类及亲缘关系探索,对生物群的沉积背景、埋藏过程和保存模式的分析甚少.本文以宽川铺生物群的核心产出层位——陕西省西乡县大河镇宽川铺组下部磷质碎屑灰岩为研究对象,对其中的一类管状化石圆管螺及其围岩进行了显微结构学和显微谱学综合分析,获得了化石显微结构和关键结构对应的元素、矿物成分等信息,讨论了管状化石圆管螺的埋藏过程和保存模式,并在此基础上对其生物学特征进行了初步探讨.该研究对理解宽川铺生物群的埋藏机制提供了新的线索.